第一讲 简支梁模型的计算
1.1 工程概况
20米跨径的简支梁，横截面如图1-1所示。
图1-1 横截面
1.2 迈达斯建模计算的一般步骤 后处理理处
前
第五步：定义荷载工况
第八步：查看结果
第七步：分析计算第六步：输入荷载
第四步：定义边界条件
第三步：定义材料和截面
第二步：建立单元第一步：建立结点
1.3 具体建模步骤
第01步：新建一个文件夹，命名为Model01，用于存储工程文件。这里，在桌面的“迈达斯”文件夹下新建了它，目录为C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01。
第02步：启动Midas Civil.exe ，程序界面如图1-2所示。
第03步：选择菜单“文件(F)->新项目(N)”新建一个工程，如图1-3所示。
图1-3 新建工程
第04步：选择菜单“文件(F)->保存(S)”，选择目录C:\Documents and
Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，输入工程名“简支梁.mcb”。如图1-4所
示。
图1-4 保存工程
第05步：打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，新建一个excel文件，命名为“结点坐标”。在excel里面输入结点的x，y，z 坐标值。如图1-5所示。
图1-5 结点数据
第06步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格->节点”，将excel里面的数据拷贝到节点表格，并“ctrl+s”保存。如图1-6所示。
图1-6 建立节点
第07步：打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，再新建一个excel文件，命名为“单元”。在excel里面输入单元结点号。如图
1-6所示。
图1-6 单元节点
第08步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格->单元”，将excel里面的数据拷贝到单元表格的“节点1、节点2”列，并“ctrl+s”保存。如图1-7所示。
图1-7 建立单元
第09步：单击树形菜单的菜单按钮，选择“结构分析->模型->材料和截面特性->材料”，弹出材料和截面对话框，如图1-8所示。单击“添加”，弹出“材料数据”对话框，在设计类型栏里选择“混凝土”，在数据库栏里选择混凝土强度“C30”，其他为默认选择，然后单击确定，并关闭材料和截面对话框。如图1-9所示。
图1-8 定义材料
图1-9 材料数据
第10步：启动AutoCAD，在AutoCAD里面以cm为单位绘制如图1-1所示的截面，并保存为.dxf文件，命名为“主梁截面.dxf”，存储在工作目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01。如图1-10所示。
图1-10 绘制主梁截面
第11步：返回迈达斯主程序界面，选择菜单“工具(T)->截面特性值计算器(e)”，运行MIDAS/SPC程序，在Setting对话框中设置Length的单位为cm（与AutoCad
里面保持一致），如图1-11所示。
图1-11截面特性值计算器
第12步：选择菜单“File->Import->AutoCAD DXF”，弹出导入对话框，选择上一步生成的“主梁截面.dxf”文件，单击OK导入。如图1-12所示。
图1-12 导入dxf文件
第13步：选择树形菜单“Section->Generate”,弹出如图1-13所示的对话框，在“Tppe”选项里选择“Plane”单选按钮。单击图标工具栏里的按钮Select，然后框选截面，使截面里的每根线条都选上。再单击树形菜单里的Apply按钮，完成截面的生成。如图1-13所示。
图1-13 形成截面
第14步：单击图标工具栏里的Calculate Property按钮，树形菜单弹出如图1-14所示的对话框，单击Apply按钮完成截面特性计算。
图1-14 计算截面特性值
第15步：单击图标工具栏里的Explort按钮，树形菜单弹出如图1-15所示的对话框，选择“MIDAS Section File”文件，导出.sec文件，在FileName选项里选择文件保存路径，这里保存在工作目录，并命名为“主梁截面.sec”，然后关闭MIDAS/SPC 程序。
图1-15 导出截面的为sec文件
第16步：回到迈达斯主程序界面，单击树形菜单的菜单按钮，选择“结构分析->模型->材料和截面特性->截面”，弹出材料和截面对话框。单击“添加”按钮，弹出截面数据对话框。选择“设计截面”，在下拉菜单中选择“设计用数值截面”。名称项输入“主梁”。然后单击“截面数据”按钮，选择“从SPC导入”，导入上一步生成的“主梁截面.sec”文件。填入相关参数，如图1-16所示。单击确认，最后关闭材料
和截面对话框。回到主界面，显示三维模型，如图1-17所示。
图1-16 截面数据
图1-17 模型生成
第17步：单击树形菜单的菜单按钮，选择“结构分析->模型->边界条件->一般支承”弹出边界条件对话框，单击图标工具栏里的窗口选择工具，然后框选节点1，这里节点1为固定支座，所以勾选Dx，Dy，Dz，Rx，Rz，使节点1只能绕y轴转动。然后单击适用按钮。如图1-18所示。同样的操作，框选节点21，节点21为可变支座，所以勾选Dy，Dz，Rx，Rz，使节点21能绕y轴转动和x方向移动。最后单击适用按钮，完成约束条件的添加。
图1-18 约束条件
第18步：单击树形菜单的菜单按钮，选择“结构分析->静力荷载->静力荷载工况”弹出静力荷载工况对话框，输入名称、类型和说明，单击添加按钮，如图1-19所示。
图1-18静力荷载工况
第19步：单击树形菜单的菜单按钮，选择“结构分析->静力荷载->节点荷载”弹出荷载对话框，选择工况一，在Fz一栏填入-1，表示竖直向下的单位力。框选节点11，然后单击“适用”按钮，完成荷载添加。如图1-19所示。
图1-19 添加荷载
第20步：模型建立完成，这一步就是运行计算。选择主菜单“分析(A)->运行分析(A)”，程序开始分析计算。如图1-20所示。
图1-20 运行分析
第21步：计算完成之后就可以查看变形、内力和挠度的情况了。单击树形菜单的菜单按钮，选择“结构分析->结果->位移->位移形状”，单击适用，显示变形，如图1-21所示。选择“结构分析->结果->内力->梁单元内力图”，单击适用，显示内力，如图1-22所示。选择“结构分析->结果->应力->梁单元应力图”，单击适用，显示应力，如图1-23所示。
图1-21 变形图
图1-22 弯矩图
图1-23 梁底拉应力图
一、人体重变化 某人的食量是10467焦/天，最基本新陈代谢要自动消耗其中的5038焦/天。每天的体育运动消耗热量大约是69焦/（千克?天）乘以他的体重（千克）。假设以脂肪形式贮存的热量100% 地有效，而1千克脂肪含热量41868焦。试研究此人体重随时间变化的规律。 一、问题分析 人体重W（t）随时间t变化是由于消耗量和吸收量的差值所引起的，假设人体重随时间的变化是连续变化过程，因此可以通过研究在△t时间内体重W的变化值列出微分方程。 二、模型假设 1、以脂肪形式贮存的热量100%有效 2、当补充能量多于消耗能量时，多余能量以脂肪形式贮存 3、假设体重的变化是一个连续函数 4、初始体重为W0 三、模型建立 假设在△t时间内： 体重的变化量为W（t+△t）-W(t)； 身体一天内的热量的剩余为（10467-5038-69*W（t）） 将其乘以△t即为一小段时间内剩下的热量； 转换成微分方程为：d[W(t+△t)-W(t)]=(10467-5038-69*W(t))dt； 四、模型求解 d(5429-69W)/(5429-69W)=-69dt/41686 W(0)=W0 解得： 5429-69W=（5429-69W0）e(-69t/41686) 即： W（t）=5429/69-（5429-69W0）/5429e(-69t/41686) 当t趋于无穷时，w=81; 二、投资策略模型 一、问题重述 一家公司要投资一个车队并尝试着决定保留汽车时间的最佳方案。5年后，它将卖出所有剩余汽车并让一家外围公司提供运输。在策划下一个5年计划时，这家公司评估在年i 的开始买进汽车并在年j的开始卖出汽车，将有净成本a ij（购入价减去折旧加上运营和维修成本）ij
4po 指导老师：李立峰 专业：桥梁工程 班级：桥梁一班 姓名： * * * 学号： **********
一、计算资料 跨度与技术指标 标准跨径：L=25m 计算跨径：L0=24m 汽车荷载：公路一级 设计安全等级：二级 桥梁概况及一般截面 此计算为一预应力混凝土简支梁中梁的计算，不计入现浇带，其跨中与支点截面如图1-1所示，纵断面图如图1-2所示。 使用的材料及其容许应力 混凝土：C50，轴心抗压强度设计值m mm=22.4mmm ,抗拉强度设计值m mm= 1.83mmm，弹性模量m m=3.45×104mmm。 钢筋混凝土容重：γ=26kN/m3
钢筋：预应力钢束采用3束φ×7的钢绞线，抗拉强度标准值m mm=1860mmm，张拉控制应力σcon==1395MPa 截面面积：m m=3×140×7=2940mm2，孔道直径：77mm 预应力钢筋与管道的摩擦系数： 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：（1/m） 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值： 开始点：6mm 结束点：6mm 纵向钢筋：采用φ16的HRB335级钢筋，底部配6根，间距为70mm，翼缘板配16根，间距为100mm。 施工方法 采用预制拼装法施工；主梁为预制预应力混凝土T梁，后张法工艺；预制梁混凝土立方体强度达到设计混凝土等级的85%，且龄期不少于7天后方可张拉预应力钢束；张拉时两端对称、均匀张拉（不超张拉），采用张拉力与引伸量双控。 钢束张拉顺序为：N2—N3—N1 二、计算模型 模型的建立 本计算为一单跨预应力混凝土简支T梁桥中梁模型（图2-1），其节点的布置如图2-2 所示。在计算活载作用时，横向分布系数取m=,并不沿纵向变化。在建立结构模型时，取计算跨径m0=24m，由于该结构比较简单，计算跨度只有24m，故增加单元不会导致计算量过大，大多数单元长度为1m。建立保证控制截面在单元的端部，以便于读取数据。 对于横隔板当作节点荷载加入计算模型，其所起到的横向联系作用已在横向分布系数中考虑。 每个节点对应的x坐标值如表2-1所示
第一讲 简支梁模型的计算 工程概况 20 米跨径的简支梁，横截面如图 1-1 所示。 迈达斯建模计算的一般步骤 1- 理处 前 第五步：定义荷载工况 第六步：输入荷载第四步：定义边界条件 第三步：定义材料和截面 第二步：建立单元 第一步：建立结点
具体建模步骤 第 01 步：新建一个文件夹，命名为 Model01，用于存储工程文件。这里，在桌面的“迈达斯”文件夹下新建了它，目录为 C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01。 第 02 步：启动 Midas ，程序界面如图 1-2 所示。 图 1-2 程序界面 第 03 步：选择菜单“文件(F)->新项目(N)”新建一个工程，如图 1-3 所示。
图 1-3 新建工程 第04 步：选择菜单“文件(F)->保存(S) ”，选择目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01，输入工程名“简支梁.mcb”。如图 1-4 所示。 图 1-4 保存工程
第05 步：打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01，新建一个 excel 文件，命名为“结点坐标”。在 excel 里面输入结点的 x，y，z 坐标值。如图 1-5 所示。 图 1-5 结点数据 第 06 步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格->节点”，将excel 里面的数据拷贝到节点表格，并“ctrl+s”保存。如图 1-6 所示。
第一讲 简支梁模型的计算 1.1 工程概况 20 米跨径的简支梁，横截面如图 1-1 所示。 1.2 迈达斯建模计算的一般步骤 第七步：分析计算 后 处 理 第八步：查看结果 1.3 具体建模步骤 第 01 步：新建一个文件夹，命名为 Model01，用于存储工程文件。这里，在桌面的“迈达斯”文件夹下新建了它，目录为 C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01。 第 02 步：启动 Midas Civil.exe ，程序界面如图 1-2 所示。 图 1-1 横截面 理 处 前 第五步：定义荷载工况 第六步：输入荷载 第四步：定义边界条件 第三步：定义材料和截面 第二步：建立单元 第一步：建立结点
图1-2 程序界面 第03 步：选择菜单“文件(F)->新项目(N)”新建一个工程，如图1-3 所示。 图1-3 新建工程 第04 步：选择菜单“文件(F)->保存(S) ”，选择目录C:\Documents and
Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，输入工程名“简支梁.mcb”。如图1-4 所示。 图1-4 保存工程 第05 步：打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型01，新建一个excel 文件，命名为“结点坐标”。在excel 里面输入结点的x，y，z 坐标值。如图1-5 所示。 图 1-5 结点数据 第06 步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格->节点”，将excel 里面的数据拷贝到节点表格，并“ctrl+s”保存。如图1-6 所示。
6 小行星的轨道模型 问题 一天文学家要确定一颗小行星绕太阳运行的轨道，他在轨道平面内建立以太阳为原点的直角坐标系，在两坐标轴上取天文测量单位（一天文单位为地球到太阳的平均距离：1.4959787×1011m ）.在5个不同的时间对小行星作了5次观察，测得轨道上5个点的坐标数据如表6.1. 表6.1 坐标数据 由Kepler （开普勒）第一定律知，小行星轨道为一椭圆.现需要建立椭圆的方程以供研究（注：椭圆的一般方程可表示为 012225423221=+++++y a x a y a xy a x a . 问题分析与建立模型 天文学家确定小行星运动的轨道时，他的依据是轨道上五个点的坐标数据： （x 1, y 1）, （x 2, y 2）, （x 3, y 3）, （x 4, y 4）, （x 5, y 5）. 由Kepler 第一定律知，小行星轨道为一椭圆.而椭圆属于二次曲线，二次曲线的一般方程为012225423221=+++++y a x a y a xy a x a .为了确定方程中的五个待定 系数，将五个点的坐标分别代入上面的方程，得 ???? ?????-=++++-=++++-=++++-=++++-=++++.122212221222122212225554253552251454424344224 135342 3333223125242 232222211514213112211y a x a y a y x a x a ， y a x a y a y x a x a ，y a x a y a y x a x a ，y a x a y a y x a x a ，y a x a y a y x a x a 这是一个包含五个未知数的线性方程组，写成矩阵
简支梁在各种荷载作用下跨中最大挠度计算公式： 均布荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 5ql^4/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). q 为均布线荷载标准值(kn/m). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨中一个集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 8pl^3/(384EI)=1pl^3/(48EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距布置两个相等的集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 6.81pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4).
跨间等间距布置三个相等的集中荷载下的最大挠度,其计算公式: Ymax = 6.33pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 悬臂梁受均布荷载或自由端受集中荷载作用时，自由端最大挠度分别为的,其计算公式: Ymax =1ql^4/(8EI). ;Ymax =1pl^3/(3EI). q 为均布线荷载标准值(kn/m). ;p 为各个集中荷载标准值之和(kn). 你可以根据最大挠度控制1/400，荷载条件25kn/m以及一些其他荷载条件 进行反算，看能满足的上部荷载要求！ 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！ 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
第四章 简支梁（板）桥设计计算 第一节 简支梁（板）桥主梁内力计算 对于简支梁桥的一片主梁，知道了永久作用和通过荷载横向分布系数求得的可变作用，就可按工程力学的方法计算主梁截面的内力（弯矩M 和剪力Q ），有了截面内力，就可按结构设计原理进行该主梁的设计和验算。 对于跨径在10m 以内的一般小跨径混凝土简支梁（板）桥，通常只需计算跨中截面的最大弯矩和支点截面及跨中截面的剪力，跨中与支点之间各截面的剪力可以近似地按直线规律变化，弯矩可假设按二次抛物线规律变化，以简支梁的一个支点为坐标原点，其弯矩变化规律即为： )(42 max x l x l M M x -= （4-1） 式中：x M —主梁距离支点x 处的截面弯矩值； m ax M —主梁跨中最大设计弯矩值； l —主梁的计算跨径。 对于较大跨径的简支梁，一般还应计算跨径四分之一截面处的弯矩和剪力。如果主梁沿桥轴方向截面有变化，例如梁肋宽度或梁高有变化，则还应计算截面变化处的主梁内力。 一 永久作用效应计算 钢筋混凝土或预应力混凝土公路桥梁的永久作用，往往占全部设计荷载很大的比重（通常占60～90%），桥梁的跨径愈大，永久作用所占的比重也愈大。因此，设计人员要准确地计算出作用于桥梁上的永久作用。如果在设计之初通过一些近似途径（经验曲线、相近的标准设计或已建桥梁的资料等）估算桥梁的永久作用，则应按试算后确定的结构尺寸重新计算桥梁的永久作用。 在计算永久作用效应时，为简化起见，习惯上往往将沿桥跨分点作用的横隔梁重力、沿桥横向不等分布的铺装层重力以及作用于两侧人行道和栏杆等重力均匀分摊给各主梁承受。因此，对于等截面梁桥的主梁，其永久作用可简单地按均布荷载进行计算。如果需要精确计算，可根据桥梁施工情况，将人行道、栏杆、灯柱和管道等重力像可变作用计算那样，按荷载横向分布的规律进行分配。 对于组合式梁桥，应按实际施工组合的情况，分阶段计算其永久作用效应。 对于预应力混凝土简支梁桥，在施加预应力阶段，往往要利用梁体自重，或称先期永久作用，来抵消强大钢丝束张拉力在梁体上翼缘产生的拉应力。在此情况下，也要将永久作用分成两个阶段（即先期永久作用和后期永久作用）来进行计算。在特殊情况下，永久作用可能还要分成更多的阶段来计算。 得到永久作用集度值g 之后，就可按材料力学公式计算出梁内各截面的弯矩M 和剪力Q 。当永久作用分阶段计算时，应按各阶段的永久作用集度值g i 来计算主梁内力，以便进行内力或应力组合。 下面通过一个计算实例来说明永久作用效应的计算方法。
简支梁T梁桥建模与分析 桥梁的基本数据： 桥梁形式：单跨简支梁桥 桥梁等级：I级 桥梁全长：30m 桥梁宽度：13.5m 设计车道：3车道 分析与设计步骤: 1.定义材料和截面特性 材料 截面 定义时间依存性材料(收缩和徐变) 时间依存性材料连接 2.建立结构模型 建立结构模型 修改单元依存材料 3.输入荷载 恒荷载(自重和二期恒载) 预应力荷载 钢束特性值 钢束布置形状 钢束预应力荷载 4.定义施工阶段 5.输入移动荷载数据 选择规范 定义车道 定义车辆 移动荷载工况 6.运行结构分析 7.查看分析结果 查看设计结果 使用材料以及容许应力 > 混凝土 采用JTG04（RC）规范的C50混凝土 >普通钢筋 普通钢筋采用HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列) >预应力钢束 采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860
钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类） 钢束类型为:后张拉 钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛) 超张拉(开) 预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m) 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: 开始点:6mm 结束点:6mm 张拉力:抗拉强度标准值的75% >徐变和收缩 条件 水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥) 28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2 长期荷载作用时混凝土的材龄:= t5天 o 混凝土与大气接触时的材龄:= t3天 s 相对湿度: % RH = 70 大气或养护温度: C = T 20 ° 构件理论厚度:程序计算 适用规范:中国规范(JTG D62-2004) 徐变系数: 程序计算 混凝土收缩变形率: 程序计算 荷载 静力荷载 >自重 由程序内部自动计算 >二期恒载 桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等 具体考虑： 桥面铺装层：厚度100mm的钢筋混凝土和80mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3, 沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。每 片T梁宽2.5m，所以铺装层的单位长度质量为： （0.1×25+0.08×23）×2.25=9.765kN/m2. 护墙、栏杆和灯杆荷载：以3.55kN/m2计。 二期恒载＝桥面铺装＋护墙、栏杆和灯杆荷载＝9.765+3.55＝13.315kN/m2
数学建模常用的十种解题方法 摘要 当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时，人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上，用数学的符号和语言，把它表述为数学式子，也就是数学模型，然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题，并接受实际的检验。这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。数学建模的十种常用方法有蒙特卡罗算法；数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法；解决线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题的数学规划算法；图论算法；动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法；最优化理论的三大非经典算法：模拟退火法、神经网络、遗传算法；网格算法和穷举法；一些连续离散化方法；数值分析算法；图象处理算法。 关键词：数学建模；蒙特卡罗算法；数据处理算法；数学规划算法；图论算法 一、蒙特卡罗算法 蒙特卡罗算法又称随机性模拟算法，是通过计算机仿真来解决问题的算法，同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性，是比赛时必用的方法。在工程、通讯、金融等技术问题中, 实验数据很难获取, 或实验数据的获取需耗费很多的人力、物力, 对此, 用计算机随机模拟就是最简单、经济、实用的方法; 此外, 对一些复杂的计算问题, 如非线性议程组求解、最优化、积分微分方程及一些偏微分方程的解⑿, 蒙特卡罗方法也是非常有效的。 一般情况下, 蒙特卜罗算法在二重积分中用均匀随机数计算积分比较简单, 但精度不太理想。通过方差分析, 论证了利用有利随机数, 可以使积分计算的精度达到最优。本文给出算例, 并用MA TA LA B 实现。 1蒙特卡罗计算重积分的最简算法-------均匀随机数法 二重积分的蒙特卡罗方法(均匀随机数) 实际计算中常常要遇到如()dxdy y x f D ??,的二重积分, 也常常发现许多时候被积函数的原函数很难求出, 或者原函数根本就不是初等函数, 对于这样的重积分, 可以设计一种蒙特卡罗的方法计算。 定理 1 )1( 设式()y x f ,区域 D 上的有界函数, 用均匀随机数计算()??D dxdy y x f ,的方法: (l) 取一个包含D 的矩形区域Ω,a ≦x ≦b, c ≦y ≦d , 其面积A =(b 一a) (d 一c) ; ()j i y x ,,i=1,…,n 在Ω上的均匀分布随机数列,不妨设()j i y x ,, j=1，…k 为落在D 中的k 个随机数, 则n 充分大时, 有
1.一座五梁式装配钢筋砼简支梁桥的主梁和横隔梁截面如下图1、图2所示，主梁长19.96m ，计算跨径19.5m ，主梁翼缘板刚性连接。40C 的弹性模量2 10m N 105.23E ?=，跨中截面惯性矩 4 c m 06626.0I =，跨中单位长度质量m kg 1083.51m 3c ?=，试计算5号梁5cq m ，50q m 以 及在公路-Ⅰ级车道荷载作用下的跨中最大弯矩、最大剪力及支点截面最大剪力。 图1（单位：cm ） 图2（单位：cm ） 解：一、5号梁荷载横向分布系数计算 1、杠杆原理法 （1）绘出5号梁的横向分布影响线：（如图示） 1 0.8751.6 0.8 （2）在5号梁的横向分布影响线上进行最不利加载（如图示） m 50q =1/2(∑ηi )＝1/2×0.875＝0.438
2、刚性横梁法 (1)求5号梁的横向分布影响线： (以桥跨中心为坐标原点建立坐标系：如图示) ∑a i 2=a 12+ a 22 +a 32 +a 42+ a 52=2×（3.22+1.62）=25.6 η51= 1/n-a 5×a 1/∑a i 2=1/5-3.2×3.2/25.6=-0.2 η55= 1/n+a 3×a 7/∑a i 2=1/5+3.2×3.2/25.6=0.6 绘出5号梁的横向分布影响线 (2)在5号梁的横向分布影响线上进行最不利加载：绘出加载图 0.875 η1=(480-20)/480*0.6=0.575 η2=(480-200)/480*0.6=0.35 η3=(480-330)/480*0.6=0.1875 η4=-30/480*0.6=-0.0375 ? m 5cq =1/2(∑ηi )=1/2(0.1875+0.35+0.575)=0.556 m 5cq =1/2(∑ηi )=1/2(0.1875+0.35+0.575-0.0375)=0.538 ? 二．内力计算 1、恒载内力 )(2 22x l gx x gx x gl M x -=?-?=
1、模型简介 中梁模型图 弯矩 剪力
扭转（剪力最大） 扭转（扭转最大） 自振模态振型图
2、计算书 1. 设计规范 1.1. 公路工程技术标准(JTG B01-2003) 1.2. 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004) 1.3. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004) 1.4. 公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007) 1.5. 公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008) 2.设计资料 2.1. 使用程序: MIDAS/Civil, Civil 2006 ( Release No. 1 ) 2.2. 截面设计内力: 3维 2.3. 构件类型: 全预应力 2.4. 公路桥涵的设计安全等级: 一级 2.5. 构件制作方法: 预制 3.主要材料指标 3.1. 混凝土 强度等级弹性模量 (MPa) 容重 (kN/m3) 线膨胀系数 标准值设计值 f ck (MPa) f tk (MPa) f cd (MPa) f td (MPa) C50 34500.00 25.00 1.000e-005 32.40 2.65 22.40 1.83 3.2. 预应力钢筋 预应力钢筋弹性模量 (MPa) 容重 (kN/m3) 线膨胀系数 f pk (MPa) f pd (MPa) f'pd (MPa) 预应力钢束195000.00 78.50 1.200e-005 1860.00 1260.00 390.00 3.3. 普通钢筋 普通钢筋弹性模量 (MPa) 容重 (kN/m3) f sk (MPa) f sd (MPa) f'sd (MPa) HRB335 200000.00 76.98 335.00 280.00 280.00 R235 210000.00 76.98 235.00 195.00 195.00 4.模型简介 4.1. 单元数量: 梁单元14 个 4.2. 节点数量: 15 个 4.3. 钢束数量: 3 个 4.4. 边界条件数量: 2 个 4.5. 施工阶段: 6 个 步骤名称 结构组边界组荷载组 激活钝化激活钝化激活钝化T梁预制结构组1 - 边界- 自重- 预应力N1 - - - - 预应力1 -
一、人体重变化 某人得食量就是10467焦/天，最基本新陈代谢要自动消耗其中得503８焦/天。每天得体育运动消耗热量大约就是６9焦/（千克?天)乘以她得体重(千克)。假设以脂肪形式贮存得热量100% 地有效，而1千克脂肪含热量４１868焦。试研究此人体重随时间变化得规律. 一、问题分析 人体重W（t)随时间t变化就是由于消耗量与吸收量得差值所引起得,假设人体重随时间得变化就是连续变化过程，因此可以通过研究在△t时间内体重W得变化值列出微分方程。 二、模型假设 1、以脂肪形式贮存得热量１０0%有效 2、当补充能量多于消耗能量时,多余能量以脂肪形式贮存 3、假设体重得变化就是一个连续函数 4、初始体重为Ｗ0 三、模型建立 假设在△t时间内： 体重得变化量为W（t＋△ｔ）—W(t); 身体一天内得热量得剩余为（1０4６7—50３8-６9*W（t)） 将其乘以△ｔ即为一小段时间内剩下得热量； 转换成微分方程为:ｄ[W(t+△t）-Ｗ（t）］=(１0467—５038－6９*W（ｔ))ｄt; 四、模型求解 d（５42９—6９W)/（54２9-69W)＝-６9ｄt/416８6 W(0）=W0 解得： ５4２9-６９W=（54２９－69W0)ｅ（－6９t/４1686) 即：
W（t）=５4２９／６9—（5429－６9Ｗ０)/５４29e(-6９t/41686） 当t趋于无穷时，ｗ=８１; 二、投资策略模型 一、问题重述 一家公司要投资一个车队并尝试着决定保留汽车时间得最佳方案。５年后，它将卖出所有剩余汽车并让一家外围公司提供运输。在策划下一个5年计划时,这家公司评估在年i得开始买进汽车并在年j得开始卖出汽车,将有净成本ａｉj（购入价减去折旧加上运营与维修成本).以千元计数ａiｊ得由下面得表给出： 请寻找什么时间买进与卖出汽车得最便宜得策略。 二、问题分析 本问题就是寻找成本最低得投资策略,可视为寻找最短路径问题.因此可利用图论法分析,用Dijkstra算法找出最短路径，即为最低成本得投资策略。 三、条件假设 除购入价折旧以及运营与维护成本外无其她费用; 四、模型建立 二 5 11 7 三６ 4
数学建模知识竞赛题库 1.请问计算机中的二进制源于我国古代的哪部经典? D A.《墨经》 B.《诗经》 C.《周书》 D.《周易》 2.世界上面积最大的高原是？D A.青藏高原 B.帕米尔高原 C.黄土高原 D.巴西高原 3.我国海洋国土面积约有多少万平方公里? B A.200 B.300 C.280 D.340 4.世界上面值最高的邮票是匈牙利五百亿彭哥，它的图案是B A.猫 B.飞鸽 C.海鸥 D.鹰 5. 龙虾是我们的一种美食、你知道它体内的血是什么颜色的吗？B A.红色 B.蓝色 C.灰色 D.绿色 6.MATLAB使用三维向量[R G B]来表示一种颜色，则黑色为（D ） A. [1 0 1] B. [1 1 1] C. [0 0 1] D. [0 0 0] 7.秦始皇之后，有几个朝代对长城进行了修葺？ A A.7个 B.8个 C.9个 D.10个 8.中国历史上历时最长的朝代是？A A.周朝 B.汉朝 C.唐朝 D.宋朝 9我国第一个获得世界冠军的是谁？C A 吴传玉 B 郑凤荣 C 荣国团 D 陈镜开 10.我国最早在奥运会上获得金牌的是哪位运动员？B A.李宁 B.许海峰 C.高凤莲 D.吴佳怩
11.围棋共有多少个棋子？B A.360 B.361 C.362 D.365 12下列属于物理模型的是:A A水箱中的舰艇 B分子结构图 C火箭模型 D电路图 13名言：生命在于运动是谁说的？C A.车尔尼夫斯基 B.普希金 C.伏尔泰 D.契诃夫 14.饱食后不宜剧烈运动是因为B A.会得阑尾炎 B.有障消化 C.导致神经衰弱 D.呕吐 15、MATLAB软件中，把二维矩阵按一维方式寻址时的寻址访问是按（B）优先的。 A.行 B.列 C.对角线 D.左上角16红军长征中，哪次战役最突出反应毛泽东的军事思想和指挥才?A A.四渡赤水B.抢渡大渡河C.飞夺泸定桥D.直罗镇战役 17色盲患者最普遍的不易分辨的颜色是什么？A A.红绿 B.蓝绿 C.红蓝 D.绿蓝 18下列哪种症状是没有理由遗传的？ A.精神分裂症 B.近视 C.糖尿病 D.口吃 19下面哪个变量是正无穷大变量？（A ）
简支梁在各种荷载作用下跨中最大挠度计算公式 均布荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 5ql^4/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). q 为均布线荷载标准值(kn/m). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨中一个集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 8pl^3/(384EI)=1pl^3/(48EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距布置两个相等的集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 6.81pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距布置三个相等的集中荷载下的最大挠度,其计算公式: Ymax = 6.33pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2.
I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 悬臂梁受均布荷载或自由端受集中荷载作用时，自由端最大挠度分别为的,其计算公式: Ymax =1ql^4/(8EI). ;Ymax =1pl^3/(3EI). q 为均布线荷载标准值(kn/m). ;p 为各个集中荷载标准值之和(kn). 你可以根据最大挠度控制1/400，荷载条件25kn/m以及一些其他荷载条件 进行反算，看能满足的上部荷载要求！
1.在midas中横向计算问题. 在midas中横向计算时遇到下列几个问题,请教江老师. 1.荷载用"用户定义的车辆荷载",DD,FD,BD均取1.3m,P1,P2为计算值,输入时为何提示最后一项的距离必须为0? 2.同样在桥博中用特列荷栽作用时,计算连续盖梁中中支点的负弯距相差很大.其他位置相差不多. 主要参数:两跨2X7.5m,bXh=1.4X1.2m,P1,P2取100 midas结果支点活载负弯矩-264.99kn.m 桥博结果支点活载负弯矩-430kn.m 通过多次尝试及MIDAS公司的大力支持，现在最终的结果如下： 肯定是加载精度的问题，可以通过将每个梁单元的计算的影响线点数改成6，或者，将梁单元长度改成0.1米，就能保证正好加载到这一点上。由这个精度引起的误差应该可以接受的，如果非要消除，也是有办法的。 2.梁板模拟箱梁问题 腹板用梁单元， 顶底板用板单元，腹板和顶底板间用什么连接，刚性？用这个模型做顶底板验算是否合适？在《铁道标准》杂志的“铁道桥梁设计年会专辑”上有一篇文章，您可以参考一下： 铁四院 康小英 《组合截面计算浅析》 里面讨论组合截面分别用MIDAS施工阶段联合截面与梁+板来实现，最后得出结论是用梁+板的结果是会放大板的内力。可能与您关心的问题有相似的地方。 建议您可以先按您的想法做一个，再验证一下，一定要验证！c 3.midas里面讲质量转换为荷载什么意思！ 是否为“荷载转为质量”？ 在线帮助中这么写： 将输入的荷载(作用于整体坐标系(-)Z方向)的垂直分量转换为质量并作为集中质量数据。 该功能主要用于计算地震分析时所需的重力荷载代表值。 直观的理解就是将已输入的荷载，转成质量数据，不必第二次输入。一般用得比较多的是将二期恒载转成质量。 另外，这里要注意的是，自重不能在这里转换，应该在模型--结构类型中转换。 准确来讲，是算自振频率时（特征值分析）时用的，地震计算时需要各振形，所以间接需要输入质量。
1、高压容器公司制造小、中、大三种尺寸的金属容器，所用资源为金属板、劳 万元，可使用的金属板有500t，劳动力有300人/月，机器有100台/月，此外，不管每种容器制造的数量是多少，都要支付一笔固定的费用：小号为100万元，中号为150万元，大号为200万元，现在要制定一个生产计划，使获得的利润为最大， max=4*x1+5*x2+6*x3-100*y1-150*y2-200*y3; 2*x1+4*x2+8*x3<=500; 2*x1+3*x2+4*x3<=300; 1*x1+2*x2+3*x3<=100; @bin(y1); @bin(y2); @bin(y3); y1+y2+y3>=1; Global optimal solution found. Objective value: 300.0000 Extended solver steps: 0 Total solver iterations: 0 Variable Value Reduced Cost X1 100.0000 0.000000 X2 0.000000 3.000000 X3 0.000000 6.000000 Y1 1.000000 100.0000 Y2 0.000000 150.0000 Y3 0.000000 200.0000 Row Slack or Surplus Dual Price 1 300.0000 1.000000 2 300.0000 0.000000 3 100.0000 0.000000 4 0.000000 4.000000 5 0.000000 0.000000
赵洋(84175817) 10:31:05 简支梁计算内 1、需要计算的部位：主梁、横梁、桥面板； 2、主要荷载：结构重力、预应力、活载、日照温差； 3、计算项目：主梁强度设计、验算； 横梁强度设计、验算； 桥面板强度设计、验算； 主梁变形计算、预拱度计算； 简支梁计算方法 主梁恒载内力： 按实际结构尺寸计算恒载集度，计算应力时将荷载作用在结构上直接计算，但应注意要根据按施工方法确定何种荷载作用在何种截面上。 主梁预应力内力： 简支梁属于静定结构，预应力只产生出内力，不产生二次力效应。 主梁活载内力： 纵向采用影响线加载求最不利内力； 横桥向采用横向分布系数考虑车列在横向最不利布置位置。 横梁内力计算： 利用横向分布影响线加载求最不利弯矩。 桥面板计算： 采用有效工作宽度方法考虑车轮荷载在桥面板上的分布； 内力计算要根据桥面板与两肋的刚度比，选取不同的修正系数。 主梁变位计算： 根据构件类型修正弹性模量和惯性矩，恒载按实际结构尺寸计算，但必须考虑收缩徐变作用，活载计算中不记冲击系数。 预拱度设置： 通常预拱度的大小，等于全部恒载和一半静活载所产生的竖向挠度值，也就是说应该在常遇荷载情况桥梁基本上接近直线状态。对于位于竖曲线上的桥梁，应视竖曲线的凸起（或凹下）情况，适当增减预拱度值，使峻工后的线形与竖曲线接近一致。 对于简支梁常用跨中点的预拱度作为失高，按二次抛物线甚至全梁的预拱度。 连续梁与刚构桥计算内容 1、需要计算的部位：主梁、横梁（如果采用多梁式截面）、桥面板； 2、主要荷载：结构重力、预应力、活载、收缩徐变内力、基础变位内力、日照或常年温差内力； 3、计算项目：主梁强度设计、验算； 横梁强度设计、验算； 桥面强度设计、验算； 主梁变形计算、预拱度计算； 连续梁与刚构桥计算方法 主梁自重内力： 按实际结构尺寸计算恒载集度，将荷载作用在结构上，通过结构力学方法求解或通过有限元程序求解。 计算中必须按施工方法确定各种构件自重作用的体系、作用截面，必须按施工过程考虑结构
不同荷载作用下跨中简支梁的最大挠度计算公式为： 均布荷载作用下的最大挠度在梁跨中部，其计算公式为：ymax=5ql^4/（384ei）。 其中：ymax为梁跨中的最大挠度（mm）。 Q——平均配线载荷标准值（KN/M）。 E是钢的弹性模量。对于工程结构钢，E=2100000 n/mm^2。 I是型钢的惯性矩，可在型钢表中找到（mm^4）。 集中荷载作用下的最大挠度在梁的中部，其计算公式为：ymax=8pl^3/（384ei）=1pl^3/（48ei）。 其中：ymax为梁跨中的最大挠度（mm）。 P为各集中荷载标准值之和（KN）。 E是钢的弹性模量。对于工程结构钢，E=2100000 n/mm^2。 I是型钢的惯性矩，可在型钢表中找到（mm^4）。
在两个相等的集中荷载作用下，两跨间的最大挠度位于梁的中部。计算公式为：ymax=6.81pl^3/（384ei）。 其中：ymax为梁跨中的最大挠度（mm）。 P为各集中荷载标准值之和（KN）。 E是钢的弹性模量。对于工程结构钢，E=2100000 n/mm^2。 I是型钢的惯性矩，可在型钢表中找到（mm^4）。 三种集中荷载作用下的最大挠度计算公式为：ymax=6.33pl^3/（384ei）。 其中：ymax为梁跨中的最大挠度（mm）。 P为各集中荷载标准值之和（KN）。 E是钢的弹性模量。对于工程结构钢，E=2100000 n/mm^2。 I是型钢的惯性矩，可在型钢表中找到（mm^4）。 当悬臂梁在自由端承受均布荷载或集中荷载时，自由端的最大挠度为 Ymax=1ql^4/（8EI），Ymax=1pl^3/（3EI）。
组号：702 田宇；孙蕙雯；樊博 校园减速路障间距设计 摘要：减速路障的间距设计合理对于减速带作用的发挥具有重要的意义。本文利用查阅的相关资料，采用Lingo回归分析和最小二乘法，对汽车的加速时加速度和加速时的加速度进行了参数估计。根据题意进行数学建模，建立了汽车在一条具有多个减速带的公路上加速后减速匀速通过减速带的一维直线运动的模型。通过牛顿运动学公式进行了模型求解，最后得出了相邻减速带间的最佳距离。 关键词：减速带间距；一维直线运动模型；最小二乘法
一、问题的提出 1.1 问题的背景 校园、居民小区的道路中间，常常设置用于限制汽车速度的减速带（路障）。减速带使路面稍微拱起以达到车辆减速目的，设置在需要车辆减速慢行的路段和容易引发交通事故的路段，是用于减速机动车、非机动车行使速度的新型交通专用安全设置。减速带很大程度减少了各交通要道口的事故发生，是交通安全的新型专用设施。汽车在行驶中既安全又起到缓冲减速目的，提高交通道口的安全。随着校园车辆的逐渐增多，在校园中合理的设置减速带又成为一个很重要的实际问题。 减速带的使用效果在很大程度上取决于车辆的运行速度和减速带的放置间距间距。因此，为确保限速安全和驾驶人的舒适，合理设定道路的限速具有很重要的意义。 1.2 问题重述 校园道路需要设置路障以限制车速，如果车速不超过40km/h，应该相距多远？ 二、问题的分析 2.1 模型预备知识 道路减速带的减速原理：道路减速带的减速是通过影响驾驶员的驾驶心理实现的。当车辆以较高速度进入道路减速带时,剧烈的振动会从轮胎经车身及座椅传递给驾驶员,使驾驶员产生强烈的生理刺激(包括振动刺激和视觉刺激)和心理刺激,从而促使驾驶员主动减速,使车辆以较低的速度通过道路减速带。 2.2问题的分析 1、汽车通过减速带时速度近于零，过减速带后加速。 2、车速达到40km/h时因为前面有下一个减速带而减速，至减速带处车速又近于零。 3、如此循环达到减速目的。
看大家对横向力分布系数计算疑惑颇多，特在这里做一期横向力分布系数计算教程（本教程讲的比较粗浅，适用于新手）。 总的来说，横向力分布系数计算归结为两大类（对于新手能够遇到的）： 1、预制梁（板梁、T梁、箱梁） 这一类也可分为简支梁和简支转连续 2、现浇梁（主要是箱梁） 首先我们来讲一下现浇箱梁（上次lee_2007兄弟问了，所以先讲这个吧） 在计算之前，请大家先看一下截面 这是一个单箱三室跨径27+34+27米的连续梁，梁高1.55米，桥宽12.95米！！ 支点采用计算方法为为偏压法（刚性横梁法） mi=P/n±P×e×ai/(∑ai x ai) 跨中采用计算方法为修正偏压法（大家注意两者的公式，只不过多了一个β） mi=P/n±P×e×ai×β/(∑ai x ai) β---抗扭修正系数β=1/(1+L^2×G×∑It/(12×E×∑ai^2 Ii) 其中：∑It---全截面抗扭惯距 Ii ---主梁抗弯惯距Ii=K Ii` K为抗弯刚度修正系数，见后 L---计算跨径 G---剪切模量G=0.4E 旧规范为0.43E P---外荷载之合力 e---P对桥轴线的偏心距 ai--主梁I至桥轴线的距离 在计算β值的时候，用到了上次课程https://www.doczj.com/doc/ac520636.html,/thread-54712-1-1.html 我们讲到的计算截面几何性质中的抗弯惯矩和抗扭惯矩，可以采用midas计算抗弯和抗扭，也可以采用桥博计算抗弯， 或者采用简化截面计算界面的抗扭，下面就介绍一下这种大箱梁是如何简化截面的： 简化后箱梁高度按边肋中线处截面高度(1.55m)计算，悬臂比拟为等厚度板。 ①矩形部分(不计中肋): 计算公式:It1=4×b^2×h1^2/(2×h/t+b/t1+b/t2) 其中：t,t1,t2为各板厚度
历年全国数学建模试题及解法归纳 赛题解法 93A非线性交调的频率设计拟合、规划 93B足球队排名图论、层次分析、整数规划94A逢山开路图论、插值、动态规划 94B锁具装箱问题图论、组合数学 95A飞行管理问题非线性规划、线性规划 95B天车与冶炼炉的作业调度动态规划、排队论、图论96A最优捕鱼策略微分方程、优化 96B节水洗衣机非线性规划 97A零件的参数设计非线性规划 97B截断切割的最优排列随机模拟、图论 98A一类投资组合问题多目标优化、非线性规划98B灾情巡视的最佳路线图论、组合优化 99A自动化车床管理随机优化、计算机模拟 99B钻井布局0-1规划、图论 00A DNA序列分类模式识别、Fisher判别、人工 神经网络 00B钢管订购和运输组合优化、运输问题 01A血管三维重建曲线拟合、曲面重建
赛题解法 01B 公交车调度问题多目标规划 02A车灯线光源的优化非线性规划 02B彩票问题单目标决策 03A SARS的传播微分方程、差分方程 03B 露天矿生产的车辆安排整数规划、运输问题 04A奥运会临时超市网点设计统计分析、数据处理、优化04B电力市场的输电阻塞管理数据拟合、优化 05A长江水质的评价和预测预测评价、数据处理 05B DVD在线租赁随机规划、整数规划 06A出版社书号问题整数规划、数据处理、优化06B Hiv病毒问题线性规划、回归分析 07A 人口问题微分方程、数据处理、优化07B 公交车问题多目标规划、动态规划、图 论、0-1规划 08A 照相机问题非线性方程组、优化 08B 大学学费问题数据收集和处理、统计分 析、回归分析 2009年A题制动器试验台的控制方法分析工程控制 2009年B题眼科病床的合理安排排队论，优化，仿真，综 合评价 2009年C题卫星监控几何问题，搜集数据
一、把椅子往地面一放，通常只有三只脚着地，放不稳，然而只需稍挪动几次，就可以使四只脚同时着地放稳了，就四脚连线成长方形的情形建模并加以说明。（15分） 解：一、模型假设： 1. 椅子四只脚一样长，椅脚与地面的接触可以看作一个点，四脚连线呈长方形。 2. 地面高度是连续变化的，沿任何方向都不会出现间断，地面可以看成一张光滑曲面。 3. 地面是相对平坦的，使椅子在任何位置至少有三只脚同时着地。 （3分） 二、建立模型： 以初始位置的中位线为坐标轴建立直角坐标系，用θ表示椅子绕中心O 旋转的角度，椅子的位置可以用θ确定： ()f θ记为A 、B 两点与地面的距离之和 ()g θ记为C 、D 两点与地面的距离之和 由假设3可得，()f θ、()g θ中至少有一个为0。 由假设2知()f θ、()g θ是θ的连续函数。 （3分） 问题归结为： 已知()f θ和()g θ是θ的连续函数，对任意θ， ()()0f g θθ=，且设()()00,00g f =>。证明存在0θ， 使得()()000f g θθ== （3分） 三、模型求解： 令()()()h f θθθ=－g 若()()000f g =，结论成立 若()()000f g 、不同时为，不妨设()()00,00g f =>，椅子旋转()180π或后，AB 与CD 互换，即()()0,0g f ππ>=，则()(0)0,0h h π><。 （3分） 由f g 和的连续性知h 也是连续函数。根据连续函数的基本性质，必存在 ()000θθπ<<使000()0,()()h f g θθθ==即。 最后，因为00()()0f g θθ=，所以00()()0f g θθ==。 （3分） 图 5